Способ регулирования процесса дуговой сварки Советский патент 1987 года по МПК B23K9/16 B23K9/18 

113

Изобретение относится к сварочному производству и может быть ис- пользо вано при дуговой сварке листовых, трубных, оболочковых и других металлоконструкций плавящимся и неплавящимся электродом в защитных газах, под флюсом или порошковой проволокой, а также при других способах сварки плавлением.

Цель изобретения - обеспечение высокой производительности и качества сварных соединений и расширение технологических возможностей процес- са сварки в горизонтальном положении без принудительного удержания жидкого металла сварочной ванны,

В процессе сварки осуществляют измерение и контроль ширины шва, являющейся важнейшим параметром, который определяет устойчивость и стабильность сварочной ванны. Ширина шва не должна превьш1ать своего критического значения,

В.

Б,

Z кр ; которое определяют по формуле

р 2,7

к.

где В - ширина шва, м,

критическая ширина шва, м, Ец - капиллярная постоянная свариваемого металла, м,

которую находят по формуле

У.

где б - межфазное натяжение жидкого металла на границе с газом (при сварке в защитных газах) или ишаком(при сварке под флюсом или порошковой проволокой), Н/м, у, - удельный вес жидкого металла, Jj- удельный вес защитного газа

или шлака.

Измерение и контроль текущего значения ширины шва в процессе сварки может осуществляться как специальными измерительными устройствами, так и визуально с использованием измерительных приборов и приспособлений. В зависимости от способа измерения и используемых измерительных устройств измерение и контроль ширины шва может выполняться непрерывно или дискрет- но с периодом, зависящим от типа свариваемого металла, режима сварки

2

и точности стабилизации злементов режима.

При выполнении горизонтального шва негшавящимся электродом без присадки

неизбежно возникновение подреза в его верхней части. Для устранения этого дефекта возможно наложение второго (облицовочного) шва либо использование способов дуговой сварки с присадочным металлом. Чтобы предотвратить образование дефектов формирования шва в виде подрезов и наплывов, количество присадочного материала, поступающего в шов, следует вьщерживать в

строго определенных пределах.При недостаточном количестве наплавленного металла подрез в верхней части шва не устраняется. При избытке наплавленного металла подрез исключается, однако при этом в нижней части шва образуется наплыв, а сварочная ванна может потерять устойчивость.

Для предотвращения появления указанных дефектов скорость подачи электрода (при сварке плавяшямся злектродом) или присадочной проволоки (при сварке неплавящимся электродом) необходимо выдерживать в следующих пределах:

п.и

35

П.п

а кVca

F,

где v - скорость подачи злектродной проволоки, м/с, св скорость сварки, м/с,

F, - площадь сечения электродной (присадочной) прово г

лОКИ, м,

F - площадь разделки кромок, не заполненная перед последним проходом (при многопроходной сварке) м , т,п - эмпирические коэффициенты.

Процесс сварки (на примере однопроходной двусторонней сварки) осуществляют следующим образом.

Задают необходимую ширину шва В, определяют скорость подачи электрод- ной проволоки (при заданных значениях скорости сварки и сечения электродной проволоки),. Стык свариваемого изделия с разделкой или без разделки .кромок устанавливают на верти

3

калькой плоскости в горизонтальном положении. Электрод подводят к изделию, возбуждают дугу и выполняют сварку с одной стороны за один проход, В процессе сварки контролируют ширину шва. При появлении рассогласования корректируют режим сварки, измеряя, например, напряжение на дуге, скорость сварки или сварочный ток. На этом же режиме затем выпол- няют второй проход с другой стороны С целью повьш1ения производительност возможно выполнение двух проходов с обоих сторон одновременно двумя дугами .

Пример. Для титановых сплавов в сред аргона или гелия капил- лярная постоянная изменяется в пределах 5,6-6,0 мм. Для сплава ПТЗВ при защите дуги аргоном или гелием а, 5,9 мм, следовательно, получаем что ширина шва должна быть меньше 15,7 мм.

Автоматом Горизонталь-2М выполняли сварку неплавящимся электродом в защитной среде гелия пластин из ттанового сплава ПТЗВ толщиной 25 мм без разделки кромок (F горизонтальном положении на вертикально плоскости. Материал электрода - ит- трированный вольфрам марки СВИ-1, диаметр электрода 8 мм, угол заточки ,10 -И2 , диаметр притупления коца электрода 1,5 - 2,0 мм. Сварка выполнялась на сварочном токе 890 - 910 А, напряжение на дуге 14 - 15 В скорость сварки - 31 м/ч. Диаметр присадочной проволоки 3 мм, а скорость ее подачи 153 м/ч при m 0,55 и п 0,07. В процессе сварки ширина шв.а контролировалась с.помощью специального измерительно шаблона.

Проплавление металла, равное 14 м достаточно для перекрытия швов при однопроходной сварке без разделки кромок с двух сторон. Ширина шва при данном режиме сварки равна 13мм формирование шва устойчивое и стабильное с хорошим качеством поверх- ности. . Формула изобретени

1. Способ .регулирования процесса дуговой сварки, при котором в проце

ВНИИПИ Заказ 1921/13

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

се сварки поддерживают заданные геометрические параметры шва путем регулирования параметров режима сварки, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости при использовании больших токов и повьш1ения производительности, в качестве регулируемого параметра берут ширину шва, заданное значение которой выбирают из условия

в -2,7 а,

где В

- заданная ширина шва, м , а - капиллярная постоянная свариваемого металла. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что,с целью исключения подрезов при сварке без разделки кромок, скорость подачи электродной проволоки определяют из зависимости

Г„ (Ь,Ч iLv,.,l(./

L а J ГэL к J э

- скорость подачи электрод- ной проволоки, м/с, скорость сварки, м/с,

- площадь сечения электродной проволоки, м,

- эмпирические коэф |ициен- ты, ,5, 0,6, ,06, 0,16J.

соб по п.1, отличаютем, что с целью предотподрезов при сварке с разомок и подачей присадочного скорость подачи присадочлоки определяют из зависи

г

-1 2

FZ §К Vce

SH РЭ

TJ ||г

- аЧ

РЛ и F

де V

п,п,

се.

т, п скорость подачи присадочной проволоки, м/с, скорость сварки, м/с, площадь сечения присадочной проволоки, м, площадь разделки кромок,м, эмпирические коэффициенты, ,5. О,б, ,06,0, 1б .

Тираж 976

Подписное

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при сварке листовых, трубньпс, оболочковых и других металлоконструкций в судостроении, строительстве, энергомашиностроении, нефтехиммашиностроении и других отраслях промышленности. Цель изобретения - обеспечения высокой производительности процесса и качества сварных соединений, а также расширение возможностей сварки в горизонтальном положении. Это достигается за счет обеспечения устойчивого и стабильного формирования шва и исключения дефектов типа подрезов и наплывов при форсированных режимах сварки. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе сварки измеряют и контролируют параметры, определяюпще качество горизонтального шва - его ширину и количество наплавленного металла. При отклонении этих параметров от заданных производят корректировку режима сваркиi Способ может использоваться при однопроходной и многопроходной сварке металла различной толщины, например при сварке в узкую разделку. Достоинством способа является возможность его применения для сварки любых металлов в различных защитных средах (под флюсом, в газах) как плавящимся, так и неплавящимся электродом. 2 з.п. ф-лы. О S (Л : 00 00 35